汽车制造工艺设计学作业题参考答案解析

汽车制造工艺学作业题参考答案第二章工件的装夹和机床夹具四、定位误差的分析计算题3、如图2-78a所示的圆柱体上钻轴向孔，加工要求如图a所示。如果采用图b、c、d所示三种定位方案，V型块夹角α=90°，试分析计算三种定位方案加工要求的定位误差。（图形见课本66面2-78a图a、b、c、d）解：该工件的加工要求为所钻孔（ø8）轴线与工件外圆柱面轴线的同轴度公差为ø0.02，孔深30的尺寸公差为0.21.三种定位方案中。孔深度30的定位基准都是工件的底断面，而工序基准为工件上端面。故存在基准不重合定位误差因A=L-D(D为定值)所以△d(30)=Lmax-Lmin=TL=T70=0.024(mm)图2-78图a(2)b方案中ø8孔同轴度的工序基准与定位基准重合都是工件外圆柱面的轴线。因工件外圆柱面存在制造误差，使定位基准在工序尺寸方向产生位置变化。即存在基准定位误差（根据P41序号5公式）图b△d(A)=TdaTdsin2(或如右图所示△d(A)=O1O2=TdaTdsin2)△d=)(0177.02025.0sin2025.0mma（3）c方案中ø8孔同轴度的工序基准为工件外圆柱面轴线，而定位基准为工件左母线。故存在基准不重合定位误差图c△d(A)=O1O2=2min2maxdd=2Td=2025.0=0.0125（mm）(4)d方案中由于采用的是双移动V形块定性抓紧机构ø8孔同轴度的工序基准与定位基准重合，且不存在基准位移定位误差，故△d=0（mm）P42序号5的证明工件直径ød0–Td或ød+a+bTd=a-b右图中OL=2dOM=2dOE=2dON=2sinaOM=2sinad(1)A=D-ON=D-2sinad所以△d(A)=Amax-Amin=2sinaTd(2)B=A+OE=A+2d=(D-2sinad)+2d=D-2d()12sin1a所以△d(B)=Bmax-Bmin=2minmaxdd()12sin1a=()12sin1a2Td(3)C=OL-A=2d-(D-2sinad)=2d(2sin1a+1)-D所以△d(C)=Cmax-Cmin=2minmaxdd(2sin1a+1)=2Td(2sin1a+1)1、在图2-76所示阶梯轴（双点划线表示）上铣削一平面，其工序尺寸为300-0.28mm，有图a定位方案，试计算，如果不考虑阶梯轴两外圆柱同轴度公差时的定位误差。（原题图见书本65页2-76图a）图a图c图d图e解：方法一（1）基准不重合误差△j.b1=A2-A1=2minmaxdd=2Td=216.0=0.08mm(2)基准位移误差△j2.b2=A2-A1=E2E1=O1O2(分析因为O1O2+O1E1=dE2E1+O1E1=d所以E2E1=O1O2)方法二（列通式计算法）A=C-EF=C-(22dD)=C+2d-2DAmax=C+2maxd-2minDC为定值Amin=C+2mind-2maxD所以△d（A）=2maxd-2minD-2mind+2maxD=21.0216.0=0.13（mm）P41序号7的证明解：A=D-OE=D-OFsinβ=D-2sinaOGsinβ=D-2sin2adsinβB=A+OK=A+2d=2d+D-2dsinasinβ=D+2d(sinasinβ-1)C=OJ-A=2d-A=2d-D+sinasinβ2d=2d(sinasinβ+1)所以△d(A)=2Tdsinasinβ△d(B)=2Td(sinasinβ-1)△d(C)=2Td(sinasinβ+1)第五章尺寸原理及应用三、分析计算题1、试分析图5-45a、b、c中尺寸链的增减环.a图解：a图与A0反向的为增环，与A0同向的为减环则增环为A1、A2、A3、A5;减缓为A4、A6b图原尺寸链为并列尺寸链，其中A3为公共环，分解为两个独立的尺寸链A1、A2为增环，A3、A4为减环（A0为封闭环）；B1为增环，A1为减环（B0为封闭环）c图原尺寸链为并列尺寸链，将其分解为两独立尺寸链，其中A0=B2、A3=B3,A1、A2为增环，A3、A4为减环（A0为封闭环）；B1、B2、B3为增环，B4为减环（B0为封闭环）2.图5-46所示尺寸链图5-46（1）判断组成环中的增缓和减环（2）用极值法计算封闭环的基本尺寸、公差和极限偏差（3）用统计法计算尺寸链的基本尺寸、公差和极限偏差1.各组成换尺寸均按正态分布，且中间偏差与平均偏差相等时。2.各组成环尺寸按三角形分布，且中间偏差与平均偏差相等时。解：（1）判断组成环中的增环、减环增环为A2、A4、A5；减环为A1、A3(2)计算A0的基本尺寸、公差和极限偏差A0=∑Az-∑Aj=(A2+A4+A5)-(A1+A3)=(30+20+40)-(55+35)=0mmTA0=∑Tai=TA1+TA2+TA3+TA4+TA5=0.46+0.52+0.10+1.033+0.62=1.733ESA0=∑ESAz-∑EIAj=(0.26-0.022+0.62)-(-0.46+0.06)=1.258EIA0=∑EIAz-∑ESAj=(-0.26-0.55+0)-(0+0.16)=-0.475(3)计算尺寸链的基本尺寸、公差和极限偏差1.组成环尺寸均按正态分布且中间偏差与平均偏差相等党组承欢的尺寸为对称分布且中间偏差与平均偏差相等时，如右图所示，则其中间尺寸Aim与平均偏差Ai也相等1°封闭环尺寸A0.计算过程图(2)A0=∑Az-Aj=(A2+A4+A5)-(A1+A3)=（30+20+40）-（55+35）=0mm2°封闭环公差TA0因组成环公差按正态分布则TA0=62.0*62.0033.0*033.010.0*10.052.0*52.046.0*46.0.11niTAiTAi=0.936mm3°封闭环中间偏差△0△0=ki1△z-ki1△j=（△2+△4+△5）-(△1+△3)=(0+0.0385+0.31)-(0.23+0.11)=0.392mm4°封闭环极限偏差ESA0、EIA0ESA0=△0+20TA=0.392+2936.0=0.860mmEIA0=△0-20TA=0.392-2936.0=-0.076mm则A0=0+0.860-0.0762.各组成环尺寸均按三角形分布且中间偏差与平均偏差相等1°封闭环尺寸A0（计算过程同上）A0=0mm2°封闭环公差TA0因组成环公差按三角形分布，姐中间偏差与平均偏差相等故Ki=1.22TA0=62.0*62.0033.0*033.010.0*10.052.0*52.046.0*46.0*22.1.11niTAiTAi=1.142mm3°封闭环中间偏差△0△0=ki1△z-ki1△j=（△2+△4+△5）-(△1+△3)=(0+0.0385+0.31)-(0.23+0.11)=0.392mm4°封闭环极限偏差ESA0、EIA0ESA0=△0+20TA=0.392+2142.1=0.963mmEIA0=△0-20TA=0.392-2142.1=-0.179mm则A0=0+0.963-0.1794、图5-48所示为一汽车变速器倒档装置简图，设计要求装配间隙A0=0.082~0.430mm。若零件设计图样规定：双联齿轮3轮毂两端面尺寸A3=48-0.080-0.119;止推垫片2及4的厚度尺寸A2=A4=1.50-0.04mm。试用极值法计算变速器壳体1的两内平面尺寸A1的基本尺寸A1的基本尺寸、公差及极限偏差。图5-48解：依题意建立倒档装置尺寸链如右图所示封闭环为A0、增环为A1，减环为A2、A3、A4。其中A0=0+0.043+0.082(1)计算A1的基本尺寸根本公式A0=∑Az-∑AjA0=A1-(A2+A3+A4)A1=A0+A2+A3+A4=0+1.5+48+1.5=51mm(2)计算A1的公差TA1因为TA0=∑TA1=TA1+TA2+TA3+TA4所以TA1=TA0-(TA2+TA3+TA4)=0.348-(0.04+0.039+0.04)=0.229mm(3)计算极限偏差ESA1、EIA1由ESA0=∑ESAz-∑EIAj所以0.43=ESA1-（-0.04-0.119-0.04）ESA1=0.231(mm)EIA1=-TA1+ESA1=-0.029+0.231=0.002(或由0.082=EIA1-（0-0.08-0）所以EIA1=0.002)故A1=5+0.231+0.00210、如图5-54所示为汽车倒档装置图。设计要求倒档齿轮3的轮毂端面与垫片4间保证装配间隙0.5~1.00mm。设计规定A1=20.6mm；A2=A4=1.30-0.04mm(标准件)。欲采用完全互换装配法保证装配精度，试设计确定有关零件的尺寸公差和极限偏差。图5-54解：装配尺寸链如右图所示已知A1=0+0.5+1.00TA0=0.5A1=20.6mm；A2=A4=1.30-0.04mm(标准件)A0为封闭环A1为增环A2、A3、A4为减环俺完全互换法确定有关零件的尺寸公差及极限偏差（1）求A3的基本尺寸由A0=A1-(A2+A3+A4)得A3=A1-A2-A4-A0=20.6-1.3-1.3-0=18mm(2)确定组成环公差由公式Tav.l=10nTA有Tav.l=10nTA=204.004.05.0=0.21选择A1为协调环对其他组成环公差惊醒适当修正取TA3=0.18mmIT12由公式5-21得TA1=TA0-(TA2+A3+A4)=0.5-(0.04+0.18+0.04)=0.24mm3°确定组成环的极限偏差按公差注向体内原则A3=180-0.18ESA1=ESA0+(EIA2+EIA3+IA4)=1+(-0.04-0.18-0.04)=0.74mmEIA1=EIA0=(ESA2+ESA3+ESA4)=0.5+(0+0+0)=0.5mm故A1=20.6+0.74+0.5mm(介于IT12~13之间)14、图5-56所示为齿轮装置图。设计要求：保证装配精度——轴向间隙A0=0.1~0.5mm.设计规定：A1=430mm;A2=80mm;A3=100mm;A4=190mm;A5=60mm.欲采用不完全互换法保证装配精度，装配精度的合格率（置信水平）P=99.73%，各组成环尺寸按正态分布，试分析确定有关零件的尺寸公差和极限公差。图5-56解：尺寸链如右图所示A0为尺寸链A1为增环A2、A3、A4、A5为减缓（1）求A0的基本尺寸公差、极限偏差A0=A1-(A2+A3+A4+A5)=430-(80+100+190+60)=0TA0=0.5-0.1=0.4(mm)A0=0+0.5+0.1(2)确定组成环公差P=99.73%时ki=1又因各组成环呈正态分布故k0=1由公式5-23可知Tav.q=Tav.s=10nTA=164.0=0.179mm选择A1为协调环，其他组成环公差分别取为（按IT11选取）TA2=0.19TA3=0.22TA4=0.29TA5=0.12(IT10)则TA1=0.42-(0.192+0.222+0.292+0.122)不成立重选都找IT10TA2=0.12TA3=0.14TA4=0.185TA5=0.12则TA1=0.42-(0.122+0.142+0.1852+0.122)=0.278mm相当于IT10~11除协调环外按公差注向体内原则A2=800-0.12A3=1000-0.14A4=1900-0.185A5=600-0.12(3)确定组成环极限偏差先计算极限偏差由公式5-17有△0=ki1△z-ki1△j=△1-（△2+△3+△4+△5）0.3=△1-（-0.06-0.07-0.0925-0.06）△1=0.018mmESA1=△1+21TA=0.018+2278.0=0.157mmEIA1=△1-21TA=0.018-2278.0=-0.121mm故A1=430+0.157-0.12119、图5-58所示为一齿轮装置图，装配精度要